钢结构设计恒荷载取值课件

《钢结构设计》主讲：张扬恒荷载取值《钢结构设计》永久荷载，简称恒荷载，是指在设计使用年限内，其值不随时间变化，或者其变化与平均值相比不可忽略的荷载。建筑钢结构设计中，恒荷载主要包含结构自重荷载和非结构构件自重荷载。

恒荷载取值《钢结构设计》一、恒荷载的单位

无论是结构自重荷载还是非结构构件自重荷载，其取值均为构件尺寸乘以构件容重，构件尺寸由设计者自行决定。

容重的常用单位为kN/m³，恒荷载的单位既可以是kN，也可以是kN/m，还可以是kN/㎡。为简化计算模型1.对于柱这类平面投影尺寸近似于点的构件，恒荷载在其上面的作用主要是集中荷载，采用kN为单位；2.对于梁、墙这类平面投影尺寸近似于线的构件，恒荷载在其上面的作用主要是线荷载，采用kN/m为单位；3.对于板这类平面投影尺寸近似于面的构件，恒荷载在其上面的作用主要是面荷载，采用kN/㎡为单位。

恒荷载取值《钢结构设计》二、常用建筑材料的容重

无论是结构自重荷载还是装饰材料的自重计算，都需要用到其单位体积重量或单位面积重量，常用材料的自重见《建筑结构荷载规范》附录A，以下是常见建筑材料的容重。

恒荷载取值名称自重

名称自重钢78.5kN/m³

水泥砂浆20.0kN/m³铝27.0kN/m³

素混凝土22.0-24.0kN/m³土类12.2-20.0kN/m³

钢筋混凝土24.0-25.0kN/m³石类（散状）12.2-17.0kN/m³

玻璃棉0.5-1.0kN/m³花岗岩、大理石28kN/m³

岩棉0.5-2.5kN/m³承重墙类4.0-6.0kN/㎡

加气块墙1.5-3.0kN/㎡

《钢结构设计》三、常用建筑构件自重计算对于墙、墙面板等构件，其自重一般是均匀的作用在梁上，且沿梁的长度方向上，墙的自重无变化或基本无变化。可以按线荷载计算，其单位为kN/m。

恒荷载取值《钢结构设计》三、常用建筑构件自重计算

恒荷载取值《钢结构设计》三、常用建筑构件自重计算每平方米范围内砂浆的面积为0.05㎡，砂浆和加气混凝土砌块的厚度均为200mm，查表得混合砂浆的容重为17kN/m³，加气混凝土砌块的容重为5.5kN/m³。

恒荷载取值《钢结构设计》三、常用建筑构件自重计算

恒荷载取值《钢结构设计》三、常用建筑构件自重计算

恒荷载取值《钢结构设计》三、常用建筑构件自重计算

恒荷载取值在上述砌块墙的计算中，我们发现对于厚度、材质均匀的片状构件，我们可以采用其容重乘以厚度来计算其每平方米自重，为简化计算，我们采用该方法计算保温复合墙面板的自重。例：某保温墙面板如图，面板采用0.6mm厚彩钢板，中间保温层采用100mm厚岩棉，内衬板采用0.5mm厚彩钢板，墙高5米，请计算该墙每米自重荷载。《钢结构设计》三、常用建筑构件自重计算

恒荷载取值1）面板每平方米自重（厚度乘以钢材容重）0.6×10-3m×78.5kN/m³=0.047kN/㎡2）保温层自重（厚度乘以岩棉容重）0.1m×1.5kN/m³=0.15kN/㎡3）内衬板每平方米自重（厚度乘以钢材容重）0.5×10-3m×78.5kN/m³=0.039kN/㎡4）保温墙面板合计每平方米重量0.047kN/㎡+0.15kN/㎡+0.039kN/㎡=0.236kN/㎡5）每米墙长重量（保温墙面板每平方米重量乘以墙高）0.236kN/㎡×5m=1.18kN/m取整，按1.2kN/m计算。

《钢结构设计》三、常用建筑构件自重计算

恒荷载取值钢结构设计中，屋面、墙面荷载除屋面板和墙面板之外，往往还有檩条、拉条、隅撑等构件，它们一般个数繁多、零散布置，为设计方便，通常也是换算成每平方米的重量来进行计算或输入模型。例：某屋面采用C160×60×20×2.5檩条，间距1.5米，屋面坡度1:10，请计算其平面投影荷载。《钢结构设计》三、常用建筑构件自重计算

恒荷载取值1）将单根C型檩条展开，计算其1米长度的展开面积。（0.16m+0.06m×2+0.02m×2）×1m=0.44㎡2）计算单根檩条1米长度的体积。0.44㎡×2.5×10-3m=0.0011m³3）计算单根檩条1米长度的重量。0.0011m³×78.5kN/m³=0.0864kN/m4）计算1平方米范围内檩条的根数。1÷1.5m=0.66667m-15）计算1平方米范围内檩条的重量。0.0864kN/m×0.66667m-1=0.0576kN/㎡取整，按0.06kN/㎡计算。

《钢结构设计》四、恒荷载计算需要注意的问题

恒荷载取值适度简化和保守

很多时候，我们为了计算简便，可以偏于保守的忽略荷载的不均匀性，如上文所述的檩条荷载，尽管檩条是一根根的支撑与梁上，并非连续均匀的，但为了计算简便，我们也可以将其按均匀的面荷载考虑。犹如大跨度平屋面中，屋面的找坡层厚度差异很大，无论是用较厚的位置还是平均位置的厚度来表达其自重，均不合适。此类问题，我们最好是分区域取平均厚度计算其自重。。

《钢结构设计》四、恒荷载计算需要注意的问题

恒荷载取值2.合适的荷载表达形式

恒荷载计算时，需要明确需要计算或输入的荷载表达形式，是点荷载、面荷载，还是线荷载？

在结构计算模型中，我们常用杆件来代表梁、柱等构件，用片（或壳体）来代表墙、板等构件。恒荷载计算时，需要采用合适的荷载表达形式，荷载表达形式与荷载的特点有关，也与结构构件的特点有关，